层状地基中盾构隧道开挖非均匀收敛引起临近管道变形预测

摘要

采用弹性层状地基模型来考虑地基土体的非均质性,并针对隧道开挖边界引入椭圆化非等量径向土体位移模式;采用基于位移控制技术的边界单元方法来求解土体自由位移场,提出层状地基中盾构隧道开挖非均匀收敛引起临近管道变形影响的位移控制分析方法.结合位移控制有限元数值模拟和既有离心模型试验结果进行对比分析,验证该方法的有效性.算例分析结果表明,土体自由位移场计算对管道纵向变形性能的评估具有较大影响;对于非均质层状地基,如果采用以往的将不同土体参数近似折算成平均值,进而按照弹性均质地基进行求解会带来较大的计算误差.研究成果可为合理制定城市地铁隧道施工对周围环境影响的保护措施提供一定理论依据.